新型VOC废气处理技术

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新型VOC废气处理技术
1.生物法则
挥发性有机化合物的生物净化是近年来发展起来的一种空气污染控制技术。与传统技术相比,投资少、运行成本低、操作简单、适用范围广,是最有希望取代燃烧法和吸附净化法的新技术。
挥发性有机化合物废气的生物净化本质上是通过微生物的生命活动将废气中的有害物质转化为简单的无机物(如CO2和H2O)和细胞物质。主要工艺包括生物清洗、生物过滤和生物滴滤
有机废气生物处理是一项新技术。由于反应器涉及气/液/固传质和生化降解过程,影响因素多且复杂,相关的理论研究和实际应用还不够深入和广泛。许多问题需要进一步讨论和研究,包括建立精确的反应动力学模型。填料的特性以及如何克服因过滤床中颗粒物质积聚而导致的堵塞;动态负荷调节(浓度和废气流量波动大);最佳工艺参数的确定;高浓度有机物的处理:适用于降解特定有机物的细菌种类和接种方法。
2.薄膜分离
膜分离技术是利用对有机物具有选择性透过性的聚合物膜,在一定压力下透过挥发性有机化合物,达到分离的目的。当挥发性有机化合物气体进入膜分离系统时,膜选择性地允许挥发性有机化合物气体通过并被富集,去除挥发性有机化合物的气体留在不可渗透侧,并可达标排放;富含挥发性有机化合物的气体可通过回收系统冷凝和回收,以回收有机溶剂。选择该方法回收丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙氧基、甲苯等。在废气中,回收率超过9 7%。目前,该方法正迅速发展成为石油化工、制药、食品加工等行业回收挥发性有机化合物的有效方法。
膜分离法适用于中、高浓度废气的处理。膜系统的成本与入口气体流速成正比,与挥发性有机化合物浓度关系不大。该方法最适用于回收高浓度、小流量、高回收率的有机溶剂,但其设备投资相对较高。随着人们对环境问题的日益关注,膜分离技术的应用前景将非常广阔。这是因为这种方法是一种清洁技术。回收的有机溶剂和净化的废气从膜分离系统中排出,从而减少了二次污染的产生。随着高效分离膜的发展和价格的降低,膜技术的应用将越来越广泛。
3.非平衡等离子体方法
等离子体是一种不同于固体、液体和气体的准中性气体,由大量正负带电粒子和中性粒子组成,表现出集体行为。当电子温度升高时;离子温度t;当称为非平衡等离子体时,其电子温度可达104K,而离子和中性粒子的温度仅为300-500K。系统处于热力学非平衡状态,表观温度较低,因此非平衡等离子体也可称为低温等离子体。
大气压非平衡等离子体技术在挥发性有机化合物,特别是大气中低体积分数挥发性有机化合物的处理中发挥着独特的作用。通过与催化剂结合,改进等离子体反应器结构,可以使能量效率达到实用水平。
未来的研究方向是:1)寻找和开发一种可以优化配置催化剂的等离子体反应器,包括放电形状、放电形式、电极结构、放电管(或板)结构和输入电源性能等。2)寻找能够促进化学反应和提高能效的合适催化剂;3)等离子体反应器长期运行的稳定性;4)研究处理过程中排放对中间产品或最终产品的影响以及后处理问题。
4.半导体的光催化氧化
1877年,在藤岛发表关于水在二氧化钛单晶电极上光解的报告后,F . r . a . n . k .等人在利用半导体材料光催化降解污染物方面取得了突破性进展。此后,半导体多相光催化作为一个新的领域得到了广泛的研究。其中,二氧化钛因其耐化学腐蚀、耐光腐蚀、性能稳定、无毒、催化活性高、成本低等优点而备受关注,具有广阔的应用前景。
半导体的能带结构是不连续的,充满电子的价带和空的导带被禁带隔开。当p H为1时,带隙为3.2e。当用光照射半导体光催化剂时,当光子能量高于半导体的禁带时,半导体的价带电子经历带间跃迁,即从价带到导带的跃迁,从而产生光生空穴和电子;这些空穴和电子具有很强的氧化还原能力,能够将吸附在光催化剂表面的污染物完全降解成无害的无机小分子化合物,没有二次污染。
近年来,随着材料和化学科学的发展,纳米二氧化钛光催化技术开始应用于挥发性有机化合物的处理。由于超细粒子的存在和量子尺寸效应,纳米材料具有许多表面原子和较大的表面积。光催化剂吸附有机物的能力增强,催化剂的光催化活性提高。然而,我国在这一领域的研究还需要进一步发展。之后,我们重点研究了光催化净化技术的核心材料光催化剂的制备,设计了一种通用的光催化反应器,并通过不同的改性方法提高了光催化剂的吸附能力、光吸收能力和电荷分离能力。同时,我们尝试了不同的方法将光催化剂负载在载体上,并实际讨论了复合光催化剂在室内空气净化中的应用。

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